Вечная мерзлота — это не просто особенность арктических ландшафтов — она фактически формирует эти ландшафты, направляя потоки воды. А по мере повышения глобальной температуры эта вечно замерзшая земля может уступить место новым рекам и расширить существующие, что приведет к выбросу огромного количества углерода в атмосферу, что потенциально приведет к разрушительной петле обратной связи, говорят ученые.
В новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, ученые изучили, какую роль вечная мерзлота играет в арктических водоразделах — участках суши, которые направляют воду, такую как дождь и таяние снега, в ручьи, ручьи и реки и, в конечном итоге, в водоемы. и океаны.
Проанализировав данные из более чем 69 000 водоразделов Северного полушария, исследователи обнаружили, что твердая поверхность вечной мерзлоты не позволяет воде пробивать каналы (как это происходит в более теплых ландшафтах), что приводит к уменьшению количества рек в регионе.
«Там, где земля замерзшая, у воды недостаточно силы, чтобы прорезать эту замерзшую землю», — рассказала первый автор исследования Джоанмари Дель Веккио из Дартмутского университета.
Это создает эффект сглаживания, поэтому в арктических ландшафтах преобладают холмы, а не каналы.
Вместо этого вода течет по вечной мерзлоте по крошечным путям, называемым «водными путями», пока в конечном итоге не достигает одной из немногих рек Арктики.
Исследователи обнаружили, что эти несколько арктических рек были более глубокими и крутыми, чем те, что встречаются в регионах с умеренным климатом, и занимали примерно на 20% меньше общего ландшафта. Они обнаружили, что все арктические водоразделы были сформированы вечной мерзлотой.
Однако по мере того, как изменение климата набирает силу, потепление приведет к таянию вечной мерзлоты, а также к увеличению количества воды в ландшафте, поскольку снег тает раньше, а осадки выпадают в виде дождя, а не снега. По словам Дель Веккьо, по мере таяния вечной мерзлоты почва потеряет свой «защитный щит», что приведет к эрозии.
«Внезапно у нас появилось больше воды с более оттаявшим профилем почвы, и эта вода, возможно, обладает способностью резать», - говорит Дель Веккьо. Это может привести к расширению и росту арктических рек, а также к появлению новых в ландшафте, что еще больше ускорит разрушение вечной мерзлоты.
И этот сдвиг в арктических ландшафтах может оказать существенное влияние на глобальное потепление. Это связано с тем, что вечная мерзлота удерживает накопленный в ней углерод от попадания в атмосферу, но, если вечная мерзлота оттает, этот углерод будет высвобождаться, создавая петлю обратной связи, которая будет способствовать еще большему потеплению.
Исследование показало, что оттаивание вечной мерзлоты при потеплении на 1 градус Цельсия в Арктике может привести к выбросу такого же количества углерода, как 35 миллионов автомобилей, эксплуатируемых в течение года.
«Эрозия талой вечной мерзлоты приведет к большему количеству парниковых газов, большему потеплению и еще большему разрушению ландшафта», - резюмирует Дель Веккьо.
